工业机器人交流伺服驱动系统设计

　摘 要：交流伺服驱动系统是机器人设备动作实现的核心，通过电动机旋转产生的力驱动工业机器人各个关节完成相应制定的动作目标，因此设计科学、完善的工业机器人交流伺服驱动系统是提高工业机器人技术，提高我国机械制造强国战略目标的重要途径。本文以某公司电机专用芯片TMS320F2812作为核心控制器，设计了工业机器人交流伺服驱动系统。
　　关键词：工业机器人；交流伺服驱动；设计；永磁同步电机
　　0 引言
　　随着工业机器人在工业领域的广泛应用，工业机器人技术越来越被人们所重视，甚至工业机器人技术成为衡量国家综合实力的重要指标。工业机器人所具备的自动化技术及应用灵活的特点能够适应各种复杂的生产环境，机器人动作的完成主要是依靠伺服驱动电机完成，因此机器人性能好坏与伺服驱动控制系统有着直接的关系。交流永磁同步电动机能够满足机器人技术对交流伺服电动机控制系统要求的性能指标，因此该电机成为交流伺服驱动的首要选择。
　　1 交流伺服驱动系统的概述
　　随着电机技术的不断发展以及各种材料的不断完善，新型永磁同步电动机已经被各行所广泛应用，根据控制系统的要求，交流伺服驱动系统主要采取闭环控制方式。根据交流伺服驱动系统的发展现状，其未来发展趋势主要呈现出以下特点：（1）数字化，随着微电子技术的发展，控制芯片的体积越来越小，抗干扰能力越来越强，其实现控制结构越来越便利，可以随时通过编程对软件程序进行控制，因此其数字化技术越来越高；（2）智能化，随着工业生产环境的不断恶化，要求交流驱动系统要适应不同的环境，因此需要其具有智能化的特点，减少人工参与；（3）通用化，伺服驱动系统一般配有多种控制功能参数，这样做的目的就是不改变硬件电路的基础上实现不同模式的工作，保证其符合多种工作环境。
　　使用交流伺服驱动系统进行伺服控制的策略主要包括：一是恒压频比控制。此种方法在工业控制领域中非常普遍，其主要是控制输出电压和频率保证电机的磁通量为定值，实现对电机速度的控制。然而由于该控制方法不能直接控制电磁矩，因此其主要适应在对动态性要求低的工作环境中；二是矢量控制。矢量控制技术是交流伺服驱动系统发展的理论基础，矢量技术原理简单、动态性能良好，因此其在伺服驱动系统应用较为广泛；三是直接转矩控制。该技术的主要特点就是转矩驱动响应快，其广泛的应用到变频器中；四是智能控制。智能控制是随着计算机技术及大数据技术的发展而产生的，智能控制是